انڈکٹنس مقناطیسی میدان کی توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے برقی سرکٹ میں اجزاء کی صلاحیت کا ایک پیمانہ ہے۔ یہ کرنٹ اور میگنیٹک فیلڈ کے درمیان تعلق کا ایک پیمانہ بھی ہے۔ اس کا موازنہ بجلی کی جڑتا سے بھی کیا جاتا ہے، کیونکہ ماس میکانیکل جسموں کی جڑتا کا ایک پیمانہ ہے۔
مشمولات
خود کو شامل کرنے کا رجحان
اگر کنڈکٹنگ سرکٹ کے ذریعے بہنے والا کرنٹ شدت میں مختلف ہوتا ہے، تو سیلف انڈکشن کا رجحان ہوتا ہے۔ اس صورت میں، سرکٹ کے ذریعے مقناطیسی بہاؤ تبدیل ہوتا ہے، اور ایک EMF جسے سیلف انڈکشن EMF کہا جاتا ہے موجودہ فریم کے لیڈز پر پیدا ہوتا ہے۔ یہ EMF کرنٹ کی سمت کے مخالف ہے اور اس کے برابر ہے:
ε=-∆F/∆t=-L*(∆I/∆t)
ظاہر ہے، سیلف انڈکشن EMF مقناطیسی بہاؤ میں تبدیلی کی شرح کے برابر ہے جو سرکٹ کے ذریعے بہنے والے کرنٹ میں تبدیلی کی وجہ سے ہوتا ہے، اور کرنٹ میں تبدیلی کی شرح کے متناسب بھی ہے۔سیلف انڈکشن کے EMF اور کرنٹ کی تبدیلی کی شرح کے درمیان تناسب کے گتانک کو انڈکٹنس کہا جاتا ہے اور اسے L سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ یہ قدر ہمیشہ مثبت ہوتی ہے، اور اس کا SI یونٹ 1 Henry (1 Gn) ہوتا ہے۔ فریکشنل فریکشنز، ملی جینریز اور مائیکروجنریز بھی استعمال ہوتے ہیں۔ ہم 1 ہنری کے انڈکٹنس کے بارے میں بات کر سکتے ہیں اگر 1 ایمپیئر کے کرنٹ میں تبدیلی خود انڈکشن کے 1 وولٹ کے EMF کا سبب بنتی ہے۔ نہ صرف ایک سرکٹ میں انڈکٹنس ہوتا ہے، بلکہ ایک واحد کنڈکٹر اور ایک کنڈلی بھی ہوتی ہے، جسے سیریز میں سرکٹس کے سیٹ کے طور پر دکھایا جا سکتا ہے۔
توانائی انڈکٹنس میں محفوظ ہوتی ہے، جس کا حساب W=L*I کے طور پر کیا جا سکتا ہے۔2/2، جہاں:
- ڈبلیو - توانائی، جے؛
- L - inductance, Gn;
- I - کنڈلی میں کرنٹ، A.
اور یہاں توانائی کنڈلی کے انڈکٹنس کے براہ راست متناسب ہے۔
اہم! انجینئرنگ میں، انڈکٹنس سے مراد وہ آلہ بھی ہے جس میں برقی میدان کو ذخیرہ کیا جاتا ہے۔ اس تعریف کے قریب ترین اصل عنصر ایک انڈکٹر کوائل ہے۔
فزیکل کوائل کے انڈکٹنس کا حساب لگانے کا عمومی فارمولہ ایک پیچیدہ شکل رکھتا ہے اور عملی حساب کے لیے تکلیف دہ ہے۔ یہ یاد رکھنا مفید ہے کہ انڈکٹنس موڑوں کی تعداد، کنڈلی کے قطر کے متناسب ہے اور ہندسی شکل پر منحصر ہے۔ نیز انڈکٹنس کور کی مقناطیسی پارگمیتا سے متاثر ہوتا ہے جس پر کنڈلی واقع ہے، لیکن کنڈلی کے ذریعے بہنے والے کرنٹ سے متاثر نہیں ہوتا ہے۔ انڈکٹنس کا حساب لگانے کے لیے، ہر بار آپ کو کسی خاص ڈیزائن کے لیے دیے گئے فارمولوں کا حوالہ دینا ہوگا۔ اس طرح، ایک بیلناکار کنڈلی کے لئے، اس کی بنیادی خصوصیت کو فارمولے کے مطابق شمار کیا جاتا ہے:
L=μ*μ*(این2*S/l)
کہاں:
- μ کنڈلی کور کی نسبتا مقناطیسی پارگمیتا ہے؛
- μ - مقناطیسی مستقل، 1.26*10-6 Gn/m؛
- N - موڑ کی تعداد؛
- S - کنڈلی کے علاقے؛
- l - کنڈلی کی ہندسی لمبائی۔
بیلناکار کنڈلی اور دیگر کنڈلی کی شکلوں کے لیے انڈکٹنس کا حساب لگانے کے لیے، آن لائن کیلکولیٹر سمیت کیلکولیٹر پروگراموں کا استعمال کرنا بہتر ہے۔
سلسلہ اور متوازی میں انڈکٹنس کو جوڑنا
Inductances کو سلسلہ یا متوازی طور پر جوڑا جا سکتا ہے، نئی خصوصیات کے ساتھ ایک سیٹ تیار کرتا ہے۔
متوازی کنکشن
جب کنڈلی متوازی طور پر منسلک ہوتے ہیں، تو تمام عناصر پر وولٹیج برابر ہوتے ہیں اور کرنٹ (متبادل) عناصر کے inductances کے الٹا متناسب ہیں۔
- U=U1= یو2= یو3;
- میں = میں1+میں2+میں3.
سرکٹ کی کل انڈکٹنس کو 1/L=1/L کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔1+1/L2+1/L3. فارمولہ عناصر کی کسی بھی تعداد کے لیے درست ہے، اور دو کنڈلیوں کے لیے اسے L=L کی شکل میں آسان بنایا گیا ہے۔1*ایل2/(ایل1+L2)۔ یہ واضح ہے کہ نتیجے میں آنے والا عنصر سب سے کم کے ساتھ عنصر کے انڈکٹنس سے کم ہے۔
سلسلہ کنکشن
اس قسم کے کنکشن کے ساتھ، ایک ہی کرنٹ کنڈلیوں سے بنے سرکٹ کے ذریعے بہتا ہے، اور سرکٹ کے ہر جزو پر وولٹیج (AC!) ہر عنصر کے انڈکٹنس کے تناسب سے تقسیم کیا جاتا ہے:
- U=U1+U2+U3;
- میں = میں1=میں2=میں3.
کل انڈکٹنس تمام انڈکٹنس کے مجموعے کے برابر ہے، اور سب سے زیادہ قدر والے عنصر کے انڈکٹنس سے زیادہ ہوگا۔ لہذا، یہ کنکشن استعمال کیا جاتا ہے جب یہ انڈکٹنس میں اضافہ حاصل کرنے کے لئے ضروری ہے.
اہم! کنڈلی کو سیریز یا متوازی بیٹری میں جوڑتے وقت، حساب کے فارمولے صرف ان صورتوں کے لیے درست ہوتے ہیں جہاں ایک دوسرے پر موجود عناصر کے مقناطیسی میدانوں کے باہمی اثر و رسوخ کو خارج کر دیا جاتا ہے (بذریعہ شیلڈنگ، بڑا فاصلہ وغیرہ)۔ اگر اثر و رسوخ موجود ہے تو، انڈکٹنس کی کل قیمت کنڈلی کے باہمی انتظام پر منحصر ہوگی۔
انڈکٹر کوائلز کے کچھ عملی مسائل اور ڈیزائن
عملی طور پر انڈکٹر کوائلز کے مختلف ڈیزائن استعمال کیے جاتے ہیں۔ ڈیوائس کے مقصد اور اطلاق پر منحصر ہے مختلف طریقوں سے بنایا جا سکتا ہے، لیکن یہ حقیقی کنڈلی میں ہونے والے اثرات پر غور کرنا ضروری ہے.
انڈکٹر کوائل کا کوالٹی فیکٹر
ایک حقیقی کنڈلی میں انڈکٹنس کے علاوہ کئی پیرامیٹرز ہوتے ہیں، اور سب سے اہم میں سے ایک کوالٹی فیکٹر ہے۔ یہ قدر کنڈلی میں ہونے والے نقصانات کا تعین کرتی ہے اور اس پر منحصر ہے:
- سمیٹنے والے تار میں اومک نقصانات (مزاحمت جتنی زیادہ ہوگی، معیار کا عنصر اتنا ہی کم ہوگا)؛
- تار کی موصلیت اور سمیٹنے کے فریم میں ڈائی الیکٹرک نقصانات؛
- ڈھال میں نقصانات؛
- بنیادی نقصانات۔
یہ تمام مقداریں نقصان کی مزاحمت کی وضاحت کرتی ہیں، اور معیار کا عنصر Q=ωL/R نقصان کے برابر ایک طول و عرض کی قدر ہے، جہاں:
- ω = 2*π*F - سرکلر فریکوئنسی؛
- L - انڈکٹنس؛
- ωL - کنڈلی کا رد عمل۔
ہم موٹے طور پر کہہ سکتے ہیں کہ کوالٹی فیکٹر ایکٹیو ریزسٹنس کے ری ایکٹیو (آمدنی) ریزسٹنس کے تناسب کے برابر ہے۔ ایک طرف، بڑھتی ہوئی فریکوئنسی کے ساتھ عدد بڑھتا ہے، لیکن اس کے ساتھ ہی جلد کے اثر کی وجہ سے نقصان کے خلاف مزاحمت بھی مفید وائر کراس سیکشن میں کمی کی وجہ سے بڑھ جاتی ہے۔
جلد کا اثر
غیر ملکی اشیاء کے ساتھ ساتھ برقی اور مقناطیسی شعبوں اور ان شعبوں کے ذریعے عناصر کے باہمی اثر و رسوخ کو کم کرنے کے لیے، کنڈلی (خاص طور پر اعلی تعدد والے) کو اکثر شیلڈ میں رکھا جاتا ہے۔ مفید اثر کے علاوہ، شیلڈنگ کوائل کیو فیکٹر میں کمی کا سبب بنتی ہے، اس کی انڈکٹنس کو کم کرتی ہے اور پرجیوی کیپیسیٹینس میں اضافہ کرتی ہے۔ مزید یہ کہ شیلڈ کی دیواریں کنڈلی کی طرف جتنی قریب ہوں گی، نقصان دہ اثر اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ لہذا، شیلڈ کنڈلی تقریبا ہمیشہ پیرامیٹرز کی ایڈجسٹمنٹ کے امکان کے ساتھ بنائے جاتے ہیں.
سایڈست انڈکٹانس
کچھ معاملات میں یہ ضروری ہے کہ کوائل کو سرکٹ کے دوسرے عناصر سے جوڑنے کے بعد انڈکٹنس ویلیو کو درست طریقے سے ترتیب دیا جائے، جس سے ٹیوننگ کے دوران پیرامیٹرز کے انحراف کی تلافی ہوتی ہے۔ اس کے لیے مختلف طریقے استعمال کیے جاتے ہیں (موڑ کو تبدیل کرنا وغیرہ)، لیکن سب سے درست اور ہموار طریقہ کور کے ساتھ ایڈجسٹمنٹ ہے۔یہ ایک دھاگے والی چھڑی کی شکل میں بنایا گیا ہے، جس کو فریم کے اندر اور باہر نکالا جا سکتا ہے، کنڈلی کے انڈکٹنس کو ایڈجسٹ کرتے ہوئے۔
متغیر انڈکٹنس (ویریومیٹر)
جہاں انڈکٹنس یا انڈکٹیو کپلنگ کی آپریشنل ایڈجسٹمنٹ کی ضرورت ہوتی ہے، وہاں کوائل کا ایک مختلف ڈیزائن استعمال کیا جاتا ہے۔ ان میں دو وائنڈنگ ہوتے ہیں، ایک موونگ وائنڈنگ اور ایک سٹیشنری وائنڈنگ۔ کل انڈکٹنس دو کنڈلیوں کے انڈکٹنس اور ان کے درمیان باہمی انڈکٹنس کے مجموعے کے برابر ہے۔
ایک کنڈلی کی رشتہ دار پوزیشن کو دوسری میں تبدیل کرنے سے، کل انڈکٹنس ویلیو کو ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے آلے کو ویریومیٹر کہا جاتا ہے اور اکثر مواصلاتی آلات میں اس صورت میں استعمال کیا جاتا ہے کہ گونجنے والے سرکٹس کو ٹیوننگ کیا جائے جہاں کسی وجہ سے متغیر صلاحیت کے کیپسیٹرز کا استعمال ناممکن ہو۔ ویریومیٹر کافی بوجھل ہے، جو اس کے اطلاق کے علاقے کو محدود کرتا ہے۔
ایک چھپی ہوئی کنڈلی کی شکل میں انڈکٹنس
کم انڈکٹنس کے ساتھ کنڈلی پرنٹ شدہ کنڈکٹرز کے سرپل کی شکل میں بنائی جا سکتی ہے۔ اس طرح کے ڈیزائن کے فوائد ہیں:
- پیداواری صلاحیت؛
- پیرامیٹرز کی اعلی تکراری قابلیت۔
اس کے نقصانات ہیں ایڈجسٹمنٹ کے دوران ٹھیک ٹیوننگ کا ناممکن ہونا اور انڈکٹنس کی بڑی قدروں کو حاصل کرنے میں دشواری - انڈکٹینس جتنی زیادہ ہوگی، کوائل بورڈ پر اتنی ہی زیادہ جگہ لیتی ہے۔
سیکشنل سمیٹ کے ساتھ کوائل
اہلیت کے بغیر انڈکٹنس صرف کاغذ پر ہوتا ہے۔ کنڈلی کے کسی بھی جسمانی نفاذ کے ساتھ، فوری طور پر ایک پرجیوی انٹر-وائنڈنگ کیپیسیٹینس ہوتی ہے۔ یہ بہت سے معاملات میں ایک نقصان دہ رجحان ہے. آوارہ کیپیسیٹینس LC-Circuit کی capacitance میں اضافہ کرتی ہے، جس سے گونجنے والی فریکوئنسی اور oscillating نظام کے معیار کے عنصر کو کم کیا جاتا ہے۔ نیز کنڈلی کی اپنی گونجنے والی تعدد ہوتی ہے، جو ناپسندیدہ مظاہر کو اکساتی ہے۔
بھٹکنے والی گنجائش کو کم کرنے کے لیے، مختلف طریقے استعمال کیے جاتے ہیں، جن میں سے سب سے آسان سلسلہ میں جڑے ہوئے کئی حصوں کی شکل میں انڈکٹرز کو سمیٹنا ہے۔ اس کنکشن کے ساتھ، inductances شامل کر دیا جاتا ہے، اور کل capacitance کم ہو جاتا ہے.
ٹورائیڈل کور پر انڈکٹنس کوائل
ایک بیلناکار انڈکٹر کنڈلی کی مقناطیسی فیلڈ لائنیں کنڈلی کے اندر سے گزرتی ہیں (اگر کوئی کور ہے تو اس کے ذریعے) اور ہوا کے ذریعے مختصر ہو جاتی ہے۔ یہ حقیقت کئی نقصانات پر مشتمل ہے:
- inductance کم ہے؛
- کنڈلی کی خصوصیات کم قابل حساب ہیں؛
- بیرونی مقناطیسی میدان میں متعارف کرائی جانے والی کوئی بھی چیز کوائل کے پیرامیٹرز کو تبدیل کرتی ہے (انڈکٹینس، طفیلی اہلیت، نقصانات، وغیرہ)، اس لیے بہت سے معاملات میں شیلڈنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔
ٹورائیڈل کورز (انگوٹھی یا "بیگل" کی شکل میں) پر زخم کنڈلی بڑی حد تک ان خرابیوں سے پاک ہیں۔ مقناطیسی لکیریں بند لوپس کی شکل میں کور کے اندر چلتی ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ بیرونی اشیاء کا اس طرح کے کور پر کوائل کے زخم کے پیرامیٹرز پر تقریبا کوئی اثر نہیں ہوتا ہے، اور اس طرح کے ڈیزائن کے لیے شیلڈنگ ضروری نہیں ہے۔ نیز، انڈکٹنس میں اضافہ ہوا ہے، دیگر تمام پیرامیٹرز برابر ہیں، اور خصوصیات کا حساب لگانا آسان ہے۔
کنڈلی کے زخموں کے نقصانات میں ٹورسز پر انڈکٹنس کو آسانی سے ایڈجسٹ کرنے میں ناکامی شامل ہے۔ ایک اور مسئلہ زیادہ محنت کی شدت اور سمیٹنے کی کم پیداواری صلاحیت ہے۔ تاہم، اس کا اطلاق عام طور پر، زیادہ یا کم حد تک تمام اشتعال انگیز عناصر پر ہوتا ہے۔
نیز انڈکٹنس کے جسمانی نفاذ کا ایک عام نقصان اعلی بڑے پیمانے پر طول و عرض، نسبتاً کم وشوسنییتا اور کم دیکھ بھال ہے۔
لہذا، ٹیکنالوجی میں، inductive اجزاء سے چھٹکارا حاصل کرنے کی کوشش کی جاتی ہے. لیکن یہ ہمیشہ ممکن نہیں ہے، اس لیے سمیٹنے والے اجزاء مستقبل قریب میں اور درمیانی مدت میں استعمال کیے جائیں گے۔
متعلقہ مضامین:
